杜林存

提升教學(xué)品質(zhì)，力避化學(xué)教學(xué)中的絕對化
——基于“化學(xué)反應(yīng)速率”的分析與思考

杜林存

以“化學(xué)反應(yīng)速率”為例討論了如何在日?；瘜W(xué)教學(xué)中力避絕對化，從而提升教學(xué)品質(zhì)?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的表示方法、固體與水的反應(yīng)速率、固體用量對化學(xué)反應(yīng)速率影響以及反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化的可行性等方面存在教學(xué)絕對化的問題，通過分析這些問題并且提出相關(guān)措施，希望以此提升教師對此類問題的關(guān)注并避免在日后的教學(xué)中出現(xiàn)。

化學(xué)教學(xué) 絕對化 反應(yīng)速率

“酸和堿的反應(yīng)是中和反應(yīng)”“酸酐是酸性氧化物”“鐵粉與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物為硝酸鐵”……像上述這樣絕對化的措辭在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)頻率較高，表面上似乎總結(jié)了一些規(guī)律，但仔細(xì)分析后會發(fā)現(xiàn)許多類似的絕對化語言經(jīng)不起推敲。長此以往，這些化學(xué)教學(xué)中的絕對化容易使學(xué)生形成非黑即白的狹隘化學(xué)觀，不利于培養(yǎng)學(xué)生批判性思維與創(chuàng)新性思維。

一、“化學(xué)反應(yīng)速率”中的教學(xué)絕對化

化學(xué)反應(yīng)速率是化學(xué)動力學(xué)研究的一個分支，能夠用來描述化學(xué)反應(yīng)進行的快慢程度。中學(xué)階段對化學(xué)反應(yīng)速率的初步學(xué)習(xí)，不僅能夠提高學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)知水平，而且還能用該知識去解釋一些生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象。隨著教學(xué)的不斷深入，筆者發(fā)現(xiàn)，在教授這塊內(nèi)容時存在多處教學(xué)絕對化，值得深思。

（一）化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法究竟是什么

在《化學(xué)反應(yīng)原理》（江蘇教育出版社）中對化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法有如下描述：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度（常用物質(zhì)的量濃度）的減少或者生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率［1］。但在實際教學(xué)過程中教師可能過分關(guān)注“單位時間內(nèi)濃度的變化”，忽略了語句中“通?！薄俺Ｓ谩边@兩個詞，導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率表示方法的理解上出現(xiàn)了偏差，片面地認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法是唯一的。

許多化學(xué)反應(yīng)在溶液中進行，并且濃度的變化易于測量，用單位時間內(nèi)濃度的變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率更具有廣泛性，但絕非唯一。即便有的化學(xué)反應(yīng)是在溶液中進行，也不一定非得采用濃度的變化作為衡量依據(jù)。為此，筆者也整理了蘇教版化學(xué)教材中出現(xiàn)過的一些常見判斷化學(xué)反應(yīng)快慢的方法。如下所示：

實例1：測定鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成CO2的反應(yīng)速率；

方法：測量一定時間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積。

實例2：比較同體積不同濃度的鹽酸與等質(zhì)量的NaHCO3粉末的反應(yīng)速率；

方法：相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的多少。

實例3：比較硫代硫酸鈉與酸的反應(yīng)速率；

方法：相同時間內(nèi)產(chǎn)生固體的多少。

由此可見，化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法具有多樣性，關(guān)鍵在于針對不同化學(xué)反應(yīng)的特點選擇一個方法可行、操作簡單的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這就需要教師在課堂上對化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法作深入透徹的分析，從而避免學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率表示方法認(rèn)知的絕對化。

（二）固體與H2O真的沒有化學(xué)反應(yīng)速率嗎

固體在化學(xué)反應(yīng)中必然有化學(xué)反應(yīng)速率，只是其物質(zhì)的量濃度為定值，因此不常用單位時間內(nèi)濃度變化來表示固體化學(xué)反應(yīng)速率。但是化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)方式具有多樣性，因此可以結(jié)合生產(chǎn)、生活以及科學(xué)研究的實際情況，選擇合適的固體反應(yīng)速率的表示方法，如：通過記錄NiO層厚隨時間的變化關(guān)系來研究金屬鎳與氧氣的反應(yīng)速率(單位時間內(nèi)固體厚度的增加)；通過觀察等量顆粒大小不同的碳酸鈣與等體積等濃度的鹽酸反應(yīng)，依據(jù)固體消失的快慢來研究接觸面積對化學(xué)反應(yīng)速率影響（單位時間內(nèi)固體質(zhì)量或物質(zhì)的量的變化）。

至于H2O的化學(xué)反應(yīng)速率，需要根據(jù)不同情況進行分析。若以氣體形式存在，那么它相當(dāng)于是一種普通的氣體，在氣相中存在濃度的變化，可以用來表示化學(xué)反應(yīng)速率。若以液態(tài)形式存在，那么就得依據(jù)不同的體系來判斷了。以氯氣與水反應(yīng)為例：，該反應(yīng)在水中進行，H2O的濃度幾乎未發(fā)生變化，可視作一個常數(shù)，因此一般不用濃度的變化來表示其化學(xué)反應(yīng)速率。再者，即便選擇一種合適的表達(dá)方式體現(xiàn)水的化學(xué)反應(yīng)速率也無特別的研究意義。又如在含較多乙醇的體系中制備乙酸乙酯：四種物質(zhì)組成了一個以乙醇為溶劑的液相體系，水在體系中作為一種普通溶質(zhì)而存在濃度的變化，因此在這里研究水的濃度具有一定的實際意義。濃硫酸在該反應(yīng)中作為吸水劑，使水在體系中的濃度降低，平衡往正反應(yīng)方向移動，以此提高產(chǎn)率?；谏鲜龇治鏊伎迹琀2O的化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)形式還需要具體情況具體分析，不能一概而論。

（三）改變固體的用量化學(xué)反應(yīng)速率一定不變嗎

固體在反應(yīng)過程中雖然不存在濃度的變化，但是改變固體的用量也有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率，關(guān)鍵在于用量的改變是否影響固體的接觸面積。用相關(guān)示意圖來表示鎂與鹽酸的反應(yīng)。

燒杯乙中的反應(yīng)相當(dāng)于在燒杯甲的基礎(chǔ)之上增加鎂粉的用量，比較圖1中甲、乙兩燒杯易得，燒杯乙中固體用量的增加使得固體與液體的接觸面積增加，從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率。然而用量的增加未必使得反應(yīng)速率加快，按圖1中丙、丁兩燒杯所示的比例關(guān)系，燒杯丁中的鎂粉的用量大于燒杯丙中鎂粉的用量，但丙中鎂粉與鹽酸接觸面積更大，反應(yīng)速率比燒杯丁中更快。

圖1 鹽酸與鎂粉反應(yīng)的示意圖

由此可見，固體用量的多少雖然不改變其濃度，但會影響固體與介質(zhì)的接觸面積，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率。在實際教學(xué)中往往認(rèn)為固體的用量不改變反應(yīng)速率，但這必須以固體在介質(zhì)中接觸面積不變作為前提條件，否則結(jié)論有失偏頗。

（四）化學(xué)反應(yīng)速率之比一定等于化學(xué)計量數(shù)之比嗎

教材中利用N2O5在四氯化碳中分解的相關(guān)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生歸納出：對于同一個反應(yīng)，同一時間段內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率等于化學(xué)計量數(shù)之比。但在實際教學(xué)過程中，教師可能過于注重解題技巧，而忽略了這個規(guī)律實際上是利用化學(xué)計量數(shù)實現(xiàn)不同物質(zhì)之間物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化的具體應(yīng)用。如果學(xué)生不對其本質(zhì)有深入理解，盲目利用這一規(guī)律，在不同情境中就可能出現(xiàn)問題。如下題：

5.6 g鐵粉投入到盛有100 mL 2 mol·L-1稀硫酸的燒杯中，2 min時鐵粉剛好溶解(溶解前后溶液體積變化忽略不計)，下列表示這個反應(yīng)的速率正確的是

學(xué)生利用上述數(shù)據(jù)能計算出v(H2SO4)＝v(FeSO4)＝0.5 mol·L-1·min-1，然后利用上述規(guī)律多選了A與C。分析其中的原因，是對該規(guī)律的理解、應(yīng)用太過機械與片面。硫酸與硫酸亞鐵同處于溶液體系，用計量數(shù)進行速率轉(zhuǎn)換自然不會出現(xiàn)問題。但是H2并不屬于這個溶液體系，也就是說H2與硫酸及硫酸亞鐵并不具有共同的體積，因此無法利用上述規(guī)律進行換算。此外，固體鐵的濃度是一個定值，也無法用上述規(guī)律得到其反應(yīng)速率。因此“化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比”是有前提條件的，需要在理解透徹基礎(chǔ)之上再對其進行應(yīng)用。

二、化學(xué)教學(xué)絕對化的歸因及建言

以“化學(xué)反應(yīng)速率”中存在的教學(xué)絕對化為例，筆者進行相關(guān)分析與歸因并給出相應(yīng)的建言，以求在今后化學(xué)教學(xué)中力避教學(xué)絕對化，從而提升教學(xué)品質(zhì)。

首先教師要清晰地認(rèn)識化學(xué)的復(fù)雜性，人類對于化學(xué)的認(rèn)識尚且不完整，如果不顧化學(xué)過程的具體情境，把復(fù)雜的化學(xué)問題機械化地一刀切，不僅會掩蓋化學(xué)的特點，而且會導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)狹隘的認(rèn)識。其次，教師在授課前應(yīng)該理清每一個化學(xué)知識點的背景、內(nèi)涵與外延，正如“化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化實際上是利用化學(xué)計量數(shù)實現(xiàn)不同物質(zhì)之間物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化的具體應(yīng)用”，這樣不僅可以使知識前后統(tǒng)一，避免課堂教學(xué)偏離主體，也能讓教師的教學(xué)更加游刃有余。

另外，教師也要認(rèn)識到學(xué)生對化學(xué)知識的認(rèn)知存在局限性和階段性，在日常教學(xué)時，教師應(yīng)立足教材，在課堂上盡可能使用規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言，避免得出某些過于肯定的結(jié)論，把話說死了、說滿了，沒有回轉(zhuǎn)的余地，直接導(dǎo)致化學(xué)教學(xué)的絕對化，降低教學(xué)品質(zhì)。因此不妨采用“通常條件下”“一般情況下”等代替絕對化的詞語，為教師今后的教學(xué)與學(xué)生對化學(xué)進一步的認(rèn)知留下空間。此外，過分注重應(yīng)試技巧也會導(dǎo)致化學(xué)教學(xué)絕對化。教師為了學(xué)生在考試中少花時間多拿分，往往會人為地去總結(jié)一些所謂的正確結(jié)論，學(xué)生不加思考機械套用，不但限制其思維發(fā)展，而且也會讓化學(xué)教學(xué)走進死胡同，降低教學(xué)品質(zhì)。曾有教師笑言“中學(xué)化學(xué)規(guī)律總結(jié)越多錯誤就越多”，看來也不無道理。

基于以上分析與思考，力避化學(xué)教學(xué)絕對化，留給學(xué)生思考的空間和時間，這樣才能有效地提升化學(xué)教學(xué)品質(zhì)，提升學(xué)生的思維品質(zhì)，促進學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 王祖浩．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書：化學(xué)反應(yīng)原理［M］． 5版. 南京：江蘇教育出版社，2014:33.

杜林存 浙江省鎮(zhèn)海中學(xué) 315200